金属材料磁流变光整加工技术研究

发布时间：2017-09-27 01:27

  本文关键词：金属材料磁流变光整加工技术研究

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【摘要】：金属材料磁流变光整加工技术利用磁流变液在磁场作用下的流变性,使磨料与工件之间产生磨削作用力来实现光整加工作用。与传统的光整加工方法相比金属材料磁流变光整加工技术具有较好的柔性和可控性,能实现金属材料复杂型面的光整加工且不影响工件表面的物理力学性能。本文研究了磁流变抛光液的成分、性能和制备工艺,配制出满足金属材料磁流变光整加工要求的磁流变抛光液；在对磁流变抛光液流变机理研究的基础,分析了磁流变抛光液中磨料磨削工件的微观结构及金属材料磁流变光整加工机理,计算分析加工区域磁流变抛光液的剪切应力,并建立了材料去除模型。研究了实验装置中的磁场发生模块,结合磁路设计理论及加工原理改进原磁极布置方式,利用ANSYS对加工区域磁场的强度和分布进行仿真分析,ANSYS分析结果证明改进是有效的。选择主要实验参数及其水平,用正交实验法设计实验,研究金属材料磁流变光整加工工艺,分析各参数对加工效果的影响规律,并找出针对特定材料的最佳工艺参数组合。通过上述的理论和实验研究,本实验得出了金属材料磁流变光整加工中针对硬铝2A12和淬火40Cr的最佳工艺参数,在该工艺参数下,硬铝2A12和淬火40Cr的加工表面粗糙度值分别可达到Ra0.275和Ra0.14。
【关键词】：磁流变液 光整加工 磁场分析 工艺实验
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG665
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 光整加工技术概述8-9
• 1.2.1 光整加工技术的特点8
• 1.2.2 零部件的表面质量对其性能及寿命影响8-9
• 1.3 光整加工技术国内外的研究现状和趋势9-11
• 1.3.1 国内外的研究现状9
• 1.3.2 光整加工技术分类及其发展趋势9-11
• 1.4 基于磁流变效应的光整加工技术11-14
• 1.4.1 磁流变抛光技术12
• 1.4.2 磁流变磨料流光整加工技术12-13
• 1.4.3 球头磁流变光整加工技术13-14
• 1.5 金属材料磁流变光整加工技术14
• 1.6 课题研究的主要内容14-15
• 1.7 本章小结15-16
• 2 金属材料磁流变抛光液研制16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 磁流变抛光液的研究16-18
• 2.2.1 磁流变液的概述16
• 2.2.2 金属材料磁流变抛光液成分16-18
• 2.3 磁流变抛光液的配制18-22
• 2.3.1 磁流变液稳定性能的研究19-20
• 2.3.2 金属材料磁流变抛光液配制20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 金属材料磁流变光整加工机理研究23-31
• 3.1 引言23
• 3.2 磁化特性和磁流变效应23-25
• 3.3 材料去除原理研究25-28
• 3.4 材料去除模型建立28-30
• 3.5 结论30-31
• 4 实验装置的设计31-42
• 4.1 引言31
• 4.2 实验装置的总体设计31-33
• 4.2.1 实验装置的设计31
• 4.2.2 磁场发生装置的选择与设计31-33
• 4.3 磁极布置方式的ANSYS分析33-37
• 4.3.1 ANSYS前处理34-36
• 4.3.2 ANSYS后处理及结果分析36-37
• 4.4 实验条件37-40
• 4.4.1 实验设备及材料37-39
• 4.4.2 测量装置39-40
• 4.5 本章小结40-42
• 5 工艺实验研究42-53
• 5.1 引言42
• 5.2 实验方案制定及工艺实验参数的选取42-44
• 5.2.1 实验方案制定42-43
• 5.2.2 工艺实验参数的选取43-44
• 5.3 硬铝2A12工艺实验研究44-48
• 5.3.1 工艺实验参数对光整加工效果影响规律研究44-47
• 5.3.2 工艺参数的正交实验优化47-48
• 5.4 淬火40Cr的正交实验研究48-51
• 5.4.1 工艺参数的正交实验48-50
• 5.4.2 实验结果与优化分析50-51
• 5.5 工艺实验总结51-52
• 5.5.1 磁流变抛光液的补水及回收51
• 5.5.2 工艺路线的规划51-52
• 5.6 本章小结52-53
• 6 结论和展望53-56
• 6.1 结论53
• 6.2 展望53-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文59-60
• 致谢60-62

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本文编号：926895